黃酮腸吸收生物利用度

1、黃酮類藥物的腸吸收的生物利用度天津醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院08級(jí) 孫振華 2008072204摘要 黃酮類化合物大量存在于植物界中, 具有廣泛的藥理作用, 可預(yù)防及治療癌癥、心腦血管疾病、骨質(zhì)疏松等?？诜o藥后, 大量黃酮類化合物存在生物利用度低的現(xiàn)象。黃酮的吸收和代謝水平依不同細(xì)胞而異, 但主要受到胞內(nèi)代謝的水平和它們從細(xì)胞中向外轉(zhuǎn)運(yùn)速度的影響。隨著近年來(lái)研究工作的開展, 越來(lái)越多黃酮與外排轉(zhuǎn)運(yùn)體或代謝酶的相互作用被逐漸揭示出來(lái)。研究表明, 腸上皮細(xì)胞的ATP-依賴性外排轉(zhuǎn)運(yùn)體如P-糖蛋白( P-g p)和細(xì)胞內(nèi)的相代謝酶( UGT 等) 是影響黃酮腸吸收的主要因素1。綜述了ATP-依賴性外排轉(zhuǎn)運(yùn)體與

2、代謝酶的協(xié)同作用, 黃酮類化合物對(duì)二者功能的調(diào)節(jié)作用等, 以期為提高黃酮的生物利用度和臨床合理利用提供理論依據(jù)。關(guān)鍵詞 黃酮; 吸收; 代謝；外排轉(zhuǎn)運(yùn)體；I，II相代謝；生物利用度。1.黃酮在胃腸道和肝臟中的吸收和代謝胃腸道是黃酮吸收過程中非常重要的部位, 現(xiàn)在已經(jīng)清楚表明胃腸道在多酚進(jìn)入肝臟循環(huán)系統(tǒng)之前的代謝中起了非常重要的作用。小腸中的空腸和回腸細(xì)胞主要把黃酮以苷的形式從腸腔面轉(zhuǎn)運(yùn)到門靜脈(含有B 環(huán)的黃酮也可能以O(shè)-甲基化的形式轉(zhuǎn)運(yùn))2。一般認(rèn)為, 黃酮苷類相對(duì)分子質(zhì)量比較大,水溶性和脂溶性都不好,很難靠被動(dòng)擴(kuò)散透過小腸上皮細(xì)胞。因此, 黃酮苷需要先被位于腸細(xì)胞、腸腔內(nèi)的酶或腸道菌群代謝

3、成為苷元才能被吸收。目前, 黃酮苷類在吸收機(jī)制方面主要有以下幾種可能性: ( 1)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn), 即位于小腸腸壁上皮細(xì)胞膜上的Na+ 依賴葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體( sodium dependent glucose transporter, SGLT) 有可能介導(dǎo)黃酮的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。但現(xiàn)階段研究中只有報(bào)道槲皮素-4-葡萄糖苷和槲皮素-3-葡萄糖苷的吸收與SGLT1有關(guān)3, 其他黃酮都暫無(wú)報(bào)道。(2)水解成苷元后再被吸收。如哺乳動(dòng)物小腸絨毛邊緣的乳糖酶-根皮苷水解酶可參與水解黃酮苷類化合物; 腸道內(nèi)的菌群也可以將黃酮苷水解為游離的黃酮苷元4。黃酮苷元經(jīng)被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入腸細(xì)胞后, 可能在腸細(xì)胞中與葡萄糖醛酸或硫酸結(jié)合為

4、 相代謝物, 而這些代謝物往往又是外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白P-糖蛋白5( P-glycoprotein, P-g p)與多藥耐藥相關(guān)蛋白等的底物,容易被外排回腸腔6, 從而降低其生物利用度。2. ATP-依賴性外排轉(zhuǎn)運(yùn)體人體內(nèi)有各種各樣的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體來(lái)控制化合物的吸收、分布、代謝和排泄。在這些轉(zhuǎn)運(yùn)體中, 由于涉及多藥耐藥( multidrug resistance, MDR) , ATP-依賴性外排轉(zhuǎn)運(yùn)體 ATP-binding cassette ( ABC) transporter 等引起了廣泛的關(guān)注。P-糖蛋白( P-g p/ MDR1/ ABCB1) : P-g p 是最早由Juliano Ling

5、發(fā)現(xiàn)的外排轉(zhuǎn)運(yùn)體。P-g p 含有1 280個(gè)氨基酸, 相對(duì)分子質(zhì)量為1. 7*105 。其分子結(jié)構(gòu)由兩個(gè)同源部分組成, 每個(gè)同源部分有6 個(gè)跨膜區(qū)域和1個(gè)具有ATP酶活性的核苷酸結(jié)合域, 兩個(gè)同源部分由多肽鏈接頭連接。P-g p高度表達(dá)在各種實(shí)體腫瘤如結(jié)腸癌, 顯示P-g p在癌癥治療中的重要作用7。此外, P-g p 還存在于正常人體組織: 高度表達(dá)在腎和腎上腺, 中度表達(dá)在肝、小腸、結(jié)腸和肺, 低度表達(dá)在腦、前列腺、皮膚、脾、心臟、骨骼肌、胃和卵巢。P-g p主要介導(dǎo)藥物進(jìn)入腸腔、膽汁、尿和血液的正常分泌功能, 是血腦屏障、血睪屏障和胎盤屏障的一部分, 并將毒物從細(xì)胞內(nèi)排出細(xì)胞外, 保護(hù)

6、組織免受毒物的危害; 而表達(dá)于肝細(xì)胞的膽管側(cè)細(xì)胞膜和腸上皮細(xì)胞側(cè)面膜的P-g p可使藥物從肝細(xì)胞進(jìn)入膽汁, 或者將毒物從腸上皮細(xì)胞外排回腸腔, 從而限制了藥物的吸收8。P-g p主要分布在小腸的頂側(cè)膜一側(cè), 具外排作用是造成黃酮化合物生物利用度低的原因之一。Lohner9 等以轉(zhuǎn)P-g p基因的Bcap37/ MDR1細(xì)胞為模型, 考察了P-g p 對(duì)銀杏葉提取物中重要黃酮類成分槲皮素( quercet in) 、山柰酚( kaempfero l) 和異鼠李素( iso rhamnetin) 腸吸收透過的影響。結(jié)果顯示, 當(dāng)加入P-g p 抑制劑維拉帕米后, 以上3 種黃酮的轉(zhuǎn)運(yùn)明顯增加, 說(shuō)

7、明P- g p外排泵是限制銀杏葉中黃酮成分生物利用度的原因之一。越來(lái)越多的研究指出, 很多黃酮可與P-g p 結(jié)合而抑制P-g p 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)。這些黃酮包括染料木素( genistein)、鷹嘴豆芽素A ( biochanin A)、根皮素素( phloretin)、水飛薊素( silymarin)、白楊黃素( chrysin)等。在功能調(diào)節(jié)方面, 黃酮除作為ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)體的底物或抑制劑外, 還有調(diào)節(jié)P-g p 表達(dá)的功能10。Katrin Lohner 用Western Blott ing 的方法檢測(cè)P-g p 在Caco-2 細(xì)胞上的表達(dá), 發(fā)現(xiàn)圣草酚( erio dictyol) 、楊梅

8、素( myr icet in) 、紫杉葉素( tax ifolin) 、柚皮素( nar ing enin) 、忽布素 、EGCG、大豆黃酮、兒茶素、染料木素、白楊黃素、槲皮素、花青素( cyaniding ) 均可兩倍以上增加P-g p 在腸上皮細(xì)胞的表達(dá)11。此外，多藥耐藥相關(guān)蛋白2( MRP2/ ABCC2)以及乳腺癌耐藥蛋白( BCRP/ ABCG2)等蛋白在外排轉(zhuǎn)運(yùn)與黃酮腸吸收的相互作用中也發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用12。3. 黃酮的相代謝眾所周知I相代謝最常見的藥物代謝為氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)和水解反應(yīng)。而黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)中多含葡聚糖基因, 易發(fā)生水解反應(yīng), 所以一些黃酮糖苷會(huì)在 相代謝過程中

9、水解成為苷元。在燈盞乙素藥動(dòng)學(xué)研究中, 大鼠ig給藥, 發(fā)現(xiàn)燈盞乙素的平均血藥濃度約在1.5 h達(dá)高峰, 兩次達(dá)峰質(zhì)量濃度分別為( 26. 57±10. 89) g/L 和( 18. 86±9. 70) g/L, 說(shuō)明此雙峰現(xiàn)象可能是由燈盞乙素的肝腸循環(huán)引起的, 即燈盞乙素口服后, 在腸內(nèi)被菌群或 相代謝酶水解為苷元, 在一部分被吸收后, 剩余的苷元發(fā)生葡萄糖醛酸結(jié)合成為燈盞乙素/ 異燈盞乙素, 經(jīng)膽汁排泄至小腸, 被再次吸收。同時(shí), 黃酮也可以調(diào)節(jié)CYP450 酶的活性。由于黃酮具有抗癌作用, 有成為癌變起始阻滯劑的潛能, 因此黃酮對(duì)CYP450 酶的抑制作用受到廣泛的研

10、究13。4.黃酮的II相代謝II相代謝反應(yīng)即結(jié)合反應(yīng), 通常是藥物或I相反應(yīng)生成的代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中的極性官能團(tuán)( 如羥基、氨基、硝基和羧基等)與機(jī)體內(nèi)源性物質(zhì)發(fā)生偶聯(lián)或結(jié)合生成各種結(jié)合物的過程。黃酮類化合物的II 相代謝反應(yīng)以葡萄糖醛酸結(jié)合為主,主要在肝中進(jìn)行, 腸內(nèi)也可發(fā)生, 由葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶( UGT)介導(dǎo)。一些黃酮還可以對(duì)II相代謝酶的活性起到抑制作用。目前研究多關(guān)注于競(jìng)爭(zhēng)性抑制, 即黃酮與其他藥物競(jìng)爭(zhēng)II相代謝酶, 從而抑制其他藥物的代謝。而非競(jìng)爭(zhēng)性抑制關(guān)注較少。如槲皮素可對(duì)II相代謝酶起到抑制作用, 抑制其脫氫酶的活性, 表現(xiàn)為競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。與葡萄糖醛酸結(jié)合相似, 硫酸化也可被一些

11、黃酮類化合物抑制14, 如漆黃素、高良姜黃素、槲皮素、山柰酚、染料木素都是硫酸轉(zhuǎn)移酶的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。另外, 黃酮在體內(nèi)經(jīng)過 相代謝轉(zhuǎn)化后極性增加, 有利于其排泄, 但其藥理作用會(huì)受到影響。如槲皮素經(jīng)葡萄糖醛酸結(jié)合或磺酸化后, 血管舒張作用降低。但白楊黃素甲基化后生物利用度提高, 可作為更有效的化療藥物。還有一些黃酮的代謝產(chǎn)物會(huì)繼續(xù)保留其原有藥效, 如槲皮素對(duì)與肝炎和腦水腫相關(guān)的黃嘌呤氧化酶有抑制作用, 其葡萄糖醛酸結(jié)合產(chǎn)物對(duì)黃嘌呤氧化酶的抑制能力與原型藥槲皮素相近。且代謝產(chǎn)物的活性與葡萄糖醛酸結(jié)合位置有關(guān)15,如槲皮素、3位甲基化槲皮素、3位葡醛酸化槲皮素和4位葡醛酸化槲皮素在低濃度時(shí)對(duì)黃嘌

12、呤氧化酶的抑制作用相近, 而3位磺酸化槲皮素、3位葡醛酸化槲皮素和7位葡醛酸化槲皮素對(duì)黃嘌呤氧化酶的抑制活性是原型藥的50-800倍; 3位甲基化槲皮素,7位葡醛酸化槲皮素、3位葡醛酸化槲皮素和4位葡醛酸化槲皮素也可對(duì)脂肪氧化酶產(chǎn)生抑制作用, 但抑制效果不如原型藥物槲皮素, 3 位葡醛酸化槲皮素的抑制作用降低得最明顯16。5.結(jié)語(yǔ)黃酮口服利用度差的主要原因是在通過腸道時(shí)被ATP-依賴性外排轉(zhuǎn)運(yùn)體包括P-g p、MRR2、BCRP 排出細(xì)胞外, 以及其嚴(yán)重的II相代謝。從膳食中攝取的黃酮苷會(huì)首先在腸道被水解為游離的黃酮苷元, 被小腸吸收; 同時(shí)可能接著轉(zhuǎn)化為II相代謝產(chǎn)物,吸收入血或外排出回腸腔

13、。代謝是黃酮發(fā)生轉(zhuǎn)化的另外一個(gè)重要途徑, 在肝臟和腸道均會(huì)發(fā)生。經(jīng)過這一階段后, 黃酮苷可能水解成苷元, 然后主要在葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶催化下進(jìn)行葡醛酸結(jié)合反應(yīng)。同時(shí)外排轉(zhuǎn)運(yùn)體和代謝酶可能發(fā)生協(xié)同作用, 限制黃酮的腸吸收。同時(shí), 黃酮也可通過與外排轉(zhuǎn)運(yùn)體和代謝酶的相互作用, 達(dá)到影響其他底物藥物吸收的結(jié)果。因此, 黃酮可能具有解決抗癌治療中多藥耐藥等問題的前景。在未來(lái)的研究中, 如何有效地提高黃酮的生物利用度, 使用黃酮來(lái)提高其他外排轉(zhuǎn)運(yùn)體或代謝酶底物藥物包括抗癌藥物的生物利用度, 避免由于同時(shí)服用黃酮和藥物而產(chǎn)生不良反應(yīng), 都將會(huì)成為研究熱點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：1 王亞之，歐喜笑，鄭穎.外排轉(zhuǎn)運(yùn)體和代謝酶

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